Sekvenční učení - Sequence learning

v kognitivní psychologie, sekvenční učení je neodmyslitelnou součástí lidské schopnosti, protože je nedílnou součástí vědomého i nevědomého učení i činností. Sekvence informací nebo sekvence akcí se používají při různých každodenních úkolech: „od sekvenování zvuků v řeči, přes sekvenční pohyby při psaní nebo hraní na nástroje, až po sekvenční akce při řízení automobilu.“[1] Sekvenční učení lze použít ke studiu získávání dovedností a ke studiu různých skupin od neuropsychologických pacientů až po kojence.[1] Podle Rittera a Nerba „pořadí, v jakém je materiál předkládán, může silně ovlivnit to, co se člověk naučí, jak rychle se zvyšuje výkon, a někdy dokonce i to, zda se materiál vůbec naučí.“[2] Sekvenční učení, známé a chápané jako forma explicitního učení, je nyní také studováno jako forma implicitní učení stejně jako další formy učení. Sekvenční učení lze také označovat jako sekvenční chování, sekvenování chování a sériové pořadí v chování.

Dějiny

V první polovině 20. století Margaret Floy Washburn, John B. Watson, a další behavioristé věřil, že behaviorální sekvenování je řízeno reflexním řetězcem, který uvádí, že stimulace způsobená počátečním pohybem spouští další pohyb, který spouští další další pohyb atd. V roce 1951 Karl Lashley, a neurofyziolog v Harvardská Univerzita, publikoval „The Problem of Serial Order in Behaviour“, zabývající se současnými vírami o sekvenčním učení a představením jeho hypotézy. Kritizoval předchozí názor na základě šesti důkazních linií:

První řádek je, že pohyby mohou nastat, i když senzorická zpětná vazba je přerušen. Druhým je to, že některé pohybové sekvence se vyskytují příliš rychle na to, aby byly prvky sekvencí spuštěny zpětnou vazbou z předchozích prvků. Další je, že chyby v chování naznačují interní plány, co se bude dělat později. Také doba pro zahájení pohybové sekvence se může zvyšovat s délkou nebo složitostí sekvence. Další řádek obsahuje vlastnosti pohybů, které se vyskytují na začátku sekvence a mohou předvídat pozdější funkce. Poté může neurální aktivita indikovat přípravu na nadcházející události chování, včetně nadcházejících událostí chování v relativně dlouhodobé budoucnosti.[3]

Lashley tvrdil, že sekvenční učení nebo behaviorální sekvenování nebo sériové pořadí v chování nelze přičíst senzorické zpětné vazbě. Spíše navrhl, že existují plány chování, protože nervový systém se připravuje na některá chování, ale na jiná ne. Řekl, že existuje hierarchická organizace plánů. Přišel s několika řadami důkazů. První z nich spočívá v tom, že kontext mění funkční interpretace stejného chování, například způsob interpretace „wright, right, right, rite a write“ na základě kontextu věty. „Správně“ lze interpretovat jako směr nebo jako něco dobrého v závislosti na kontextu. Druhá řada důkazů říká, že chyby jsou součástí lidského chování jako hierarchické organizace. „Hierarchická organizace plánů navíc vychází z načasování sekvencí chování.“ Čím větší je fráze, tím delší je doba odezvy, která se promítne do „dekódování“ nebo „rozbalení“ hierarchických plánů. Dalším důkazem je, jak snadné nebo těžké je naučit se sekvenci. Mysl může vytvořit „vzpomínku na to, co se má stát“, stejně jako „vzpomínku na to, co se stalo“. Konečný důkaz hierarchické organizace plánů je charakterizován "kouskování". Tato dovednost kombinuje více jednotek do větších jednotek.[3]

Druhy sekvenčního učení

Existují dvě široké kategorie sekvenčního učení - explicitní a implicitní - s podkategoriemi. Výslovné sekvenční učení je známo a studováno od objevu sekvenčního učení. V poslední době si však implicitní sekvenční učení získalo větší pozornost a výzkum. Forma implicitní učení „implicitní sekvenční učení“ se týká základních metod učení, o kterých lidé nevědí - jinými slovy, učení bez znalosti. Přesné vlastnosti a počet mechanismů implicitního učení jsou diskutovány.[4] Mezi další formy implicitního sekvenčního učení patří učení motorické sekvence, učení časové sekvence a asociativní učení sekvence.

Posloupnost problémů s učením

Problémy se sekvenčním učením se používají k lepšímu pochopení různých typů sekvenčního učení. Existují čtyři základní problémy se sekvenčním učením: predikce sekvence, generování sekvence, rozpoznávání sekvence a postupné rozhodování. Tyto „problémy“ ukazují, jak jsou formulovány sekvence. Ukazují vzorové sekvence, které následují, a jak tyto různé problémy se sekvenčním učením souvisejí.

Predikce sekvence se pokouší předpovědět další bezprostřední prvek sekvence na základě všech předchozích prvků. Generování sekvence je v zásadě stejné jako predikce sekvence: pokus o poskládání sekvence po jedné tak, jak k ní přirozeně dochází. Rozpoznávání sekvence vyžaduje určitá kritéria a určuje, zda je sekvence legitimní. Sekvenční rozhodování nebo generování sekvence prostřednictvím akcí se dělí na tři varianty: orientované na cíl, orientované na trajektorii a maximalizující posílení. Všechny tyto tři varianty chtějí vybrat akci (akce) nebo krok (kroky), které povedou k cíli v budoucnu.[5]

Tyto problémy se sekvenčním učením odrážejí hierarchickou organizaci plánů, protože každý prvek v sekvencích navazuje na předchozí prvky.

V klasickém experimentu publikovaném v roce 1967 Alfred L. Yarbus demonstrovali, že ačkoli subjekty sledující portréty uvádějí, že zadržují portrét jako celek, jejich pohyby očí se postupně fixovaly na nejinformativnější části obrazu. Tato pozorování naznačují, že základem zdánlivě paralelního procesu vnímání obličeje je seriál okulomotor proces je skrytý.[6] Je běžným pozorováním, že když a dovednost získáváme, jsme v počáteční fázi pozornější, ale po opakovaném procvičování se dovednost stává téměř automatickou;[7] toto je také známé jako nevědomá kompetence. Poté se můžeme soustředit na naučení se nové akce a zároveň provádět dříve naučené akce dovedně. Zdá se tedy, že v našem mozku se vytváří neurální kód nebo reprezentace naučené dovednosti, která se obvykle nazývá procedurální paměť. Procedurální paměť kóduje spíše postupy nebo algoritmy než fakta.

Probíhající výzkum

Existuje mnoho dalších oblastí použití pro sekvenční učení. To, jak se lidé učí postupným postupům, bylo dlouhodobým výzkumným problémem kognitivní věda a v současné době je hlavním tématem v neurovědy. Výzkumné práce probíhají v několika oborech, včetně umělá inteligence, neuronové sítě a strojírenství.[8]Filozofickou perspektivu viz Induktivní uvažování a Problém indukce.Pro teoretickou perspektivu informatiky viz Solomonoffova teorie indukční inference a Induktivní programování Matematickou perspektivu viz Extrapolace.

Reference

  1. ^ A b Clegg, Benjamin A; DiGirolamo, Gregory J; Keele, Steven W (srpen 1998). "Sekvenční učení". Trendy v kognitivních vědách. 2 (8): 275–81. doi:10.1016 / S1364-6613 (98) 01202-9.
  2. ^ Frank E. Ritter; et al., eds. (2007). Abychom se naučili: jak posloupnost témat ovlivňuje učení. Oxfordská řada o kognitivních modelech a architekturách. Oxford / New York: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-517884-5.
  3. ^ A b Rosenbaum, David; Rajal G. Cohen; Steven A. Jax; Daniel J. Weiss; Robrecht van der Wel (2007). "Problém chování sériového řádu: Lashleyovo dědictví". Věda o lidském hnutí. 26 (4): 525–54. doi:10.1016 / j.humov.2007.04.001. PMID  17698232.
  4. ^ Lin, Hsiang-Ling Jennifer (1994). Implicitní učení sekvence: Jeden nebo dva mechanismy učení? (MA práce). Columbia, Missouri: University of Missouri. OCLC  36106139.
  5. ^ Slunce, Rone. „Úvod do sekvenčního učení“. Citováno 30. června 2011.
  6. ^ Yarbus, Alfred L., „Pohyby očí během vnímání komplexních objektů“, Yarbus, Alfred L., tr. Basil Haigh, vyd. Lorrin A. Riggs, Pohyby očí a vidění, New York: Plenum, 1967, OCLC 220267263, ch. 7, s. 171–96.
  7. ^ Fitts, P. M., "Percepční motorické učení", Arthur W. Melton (ed.), Kategorie lidského učení, New York: Academic Press, 1964, OCLC 180195, s. 243–85.
  8. ^ Sun, Ron; C. Lee Giles (červenec – srpen 2001). „Sekvenční učení: Od rozpoznávání a predikce k postupnému rozhodování“ (PDF). Inteligentní systémy IEEE a jejich aplikace. 16 (4).

Další čtení